La perovskita de silicato es (Mg,Fe)SiO 3 (el miembro final de magnesio se llama bridgmanita [1] ) o CaSiO 3 ( silicato de calcio conocido como davemaoíta ) cuando se dispone en una estructura de perovskita . Las perovskitas de silicato no son estables en la superficie de la Tierra y existen principalmente en la parte inferior del manto terrestre , entre aproximadamente 670 y 2700 km (420 y 1680 mi) de profundidad. Se cree que forman las principales fases minerales del manto inferior, junto con la ferropericlasa .
La existencia de perovskita de silicato en el manto se sugirió por primera vez en 1962, y tanto MgSiO 3 como CaSiO 3 se habían sintetizado experimentalmente antes de 1975. A fines de la década de 1970, se había propuesto que la discontinuidad sísmica a unos 660 km en el manto representaba un cambio de minerales de estructura de espinela con una composición de olivino a perovskita de silicato con ferropericlasa .
La perovskita de silicato natural fue descubierta en el meteorito Tenham fuertemente impactado . [2] [3] En 2014, la Comisión de Nuevos Minerales, Nomenclatura y Clasificación (CNMNC) de la Asociación Mineralógica Internacional (IMA) aprobó el nombre de bridgmanita para (Mg,Fe)SiO 3 con estructura de perovskita , [1] en honor al físico Percy Bridgman , quien recibió el Premio Nobel de Física en 1946 por su investigación de alta presión. [4]
En 2021 se encontró CaSiO3 con estructura de perovskita como inclusión en un diamante natural. Se adoptó el nombre de davemaoíta para este mineral. [5]
La estructura de perovskita (identificada por primera vez en el mineral perovskita ) se presenta en sustancias con la fórmula general ABX 3 , donde A es un metal que forma cationes grandes , típicamente magnesio , hierro ferroso o calcio . B es otro metal que forma cationes más pequeños, típicamente silicio , aunque pueden aparecer cantidades menores de hierro férrico y aluminio . X es típicamente oxígeno. La estructura puede ser cúbica, pero solo si los tamaños relativos de los iones cumplen criterios estrictos. Típicamente, las sustancias con la estructura de perovskita muestran una simetría menor, debido a la distorsión de la red cristalina y las perovskitas de silicato están en el sistema cristalino ortorrómbico . [6]
La bridgmanita es un polimorfo de alta presión de la enstatita , pero en la Tierra se forma predominantemente, junto con la ferropericlasa , a partir de la descomposición de la ringwoodita (una forma de alta presión del olivino ) a aproximadamente 660 km de profundidad, o una presión de aproximadamente 24 GPa. [6] [7] La profundidad de esta transición depende de la temperatura del manto; ocurre ligeramente más profunda en las regiones más frías del manto y más superficial en las regiones más cálidas. [8] La transición de ringwoodita a bridgmanita y ferropericlasa marca la parte inferior de la zona de transición del manto y la parte superior del manto inferior. La bridgmanita se vuelve inestable a una profundidad de aproximadamente 2700 km, transformándose isoquímicamente en post-perovskita . [9]
La perovskita de silicato de calcio es estable a profundidades ligeramente menores que la bridgmanita, volviéndose estable a aproximadamente 500 km, y permanece estable en todo el manto inferior. [9]
La bridgmanita es el mineral más abundante en el manto. Las proporciones de bridgmanita y perovskita de calcio dependen de la litología general y la composición en masa. En las litologías pirolíticas y harzburgíticas , la bridgmanita constituye alrededor del 80% del conjunto mineral, y la perovskita de calcio menos del 10%. En una litología eclogítica , la bridgmanita y la perovskita de calcio comprenden aproximadamente el 30% cada una. [9] La perovskita de silicato de magnesio es probablemente la fase mineral más abundante en la Tierra. [3]
Se ha identificado perovskita de silicato de calcio en la superficie de la Tierra como inclusiones en diamantes. [10] Los diamantes se forman bajo alta presión en las profundidades del manto. Gracias a la gran resistencia mecánica de los diamantes, gran parte de esta presión se retiene dentro de la red, lo que permite que inclusiones como el silicato de calcio se conserven en forma de alta presión.
La deformación experimental del MgSiO 3 policristalino en las condiciones de la parte superior del manto inferior sugiere que la perovskita de silicato se deforma mediante un mecanismo de deslizamiento por dislocación . Esto puede ayudar a explicar la anisotropía sísmica observada en el manto. [11]
